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科学家在非磁性量子材料中发现霍尔效应

2021-03-02 08:57 前瞻网   

 

科学家在非磁性量子材料中发现霍尔效应

霍尔效应(Hall effect)是指当固体导体放置在一个磁场内,且有电流通过时,导体内的电荷载子受到洛伦兹力而偏向一边,继而产生电压(霍尔电压)的现象。但是,一个联合研究团队在一种没有磁场的非磁性量子材料中居然也发现了霍尔效应。

研究人员在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一篇论文中详细介绍了这一发现。这种效应的起源是个谜(通常与磁性有关),新的发现中其规模也比在简单半导体中观察到的大1000多倍。

实验中使用的材料是由铈、铋和钯组成的奇异半金属,是一种新型量子材料,被称为威利-近藤半金属(Weyl-Kondo semimetal)。

在排除各种可呢个因素后,研究人员“不得不接受这与拓扑结构有关。”

在拓扑材料中,量子纠缠的模式产生了“受保护”的状态,即不能被抹去的普遍特征。拓扑态的不可变性是量子计算研究的热点之一。上面提到的材料就是是拓扑材料。

至于这种效应的巨大规模,研究人员表示“能够证明,当拓扑状态从强关联中发展出来时,观察到的巨大效应实际上是自然的。”

研究人员还表示,新的观察结果可能是极端反应的“冰山一角”,这种极端反应是强相关性和拓扑结构相互作用的结果。拓扑生成的霍尔效应的大小也可能刺激对量子计算技术潜在用途的研究。“这种巨大的数量级,以及它坚固的体积,为拓扑量子器件的开发提供了有趣的可能性。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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